JP5255551B2 - 検査装置および配線回路基板の検査方法 - Google Patents
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Description
そのような検査には、検査光を導体パターンに入射させ、導体パターンから反射する検査光を検知することにより、導体パターンの良否を判定するAOI(光学式自動外観検査)装置が用いられている。
この検査装置では、同軸照明およびリング照明を併用している。つまり、同軸照明から同軸照明光を半導体チップに入射させるとともに、リング照明からリング照明光を半導体チップに入射させて、半導体チップから反射する同軸照明光およびリング照明光の両方をCCDカメラによって同時に検知することによって、半導体チップの上に形成されるバンプの有無を検査している。
また、本発明の検査装置では、前記入射光の波長が、550〜850nmであることが好適である。
そのため、上記した導体パターンで反射された反射光を、受光部によって確実に受光することにより、鮮明な導体パターンの画像を得ることができる。
図1において、紙面手前側を「右側」、紙面奥側を「左側」、紙面左側を「前側」、紙面右側を「後側」、紙面上側を「上側」、紙面下側を「下側」とする。
検査装置1は、同軸照明による検知方式が単独で採用され、回路付サスペンション基板20の上側に配置されており、発光部2と、ハーフミラー3と、受光部4とを備えている。
支持板19は、上下方向および左右方向に沿う略矩形平板状に形成されている。
光源12は、照射光6をハーフミラー3に照射するために設けられており、支持板19の前面に配置され、照射口が前側に向かうように配置されている。光源12は、例えば、LED(発光ダイオード)、蛍光灯、白熱灯、ハロゲン灯などからなり、好ましくは、入射光(後述)の波長の観点から、LEDからなる。光源12は、好ましくは、複数のLEDが上下方向および左右方向に沿って複数整列配置されている。
発光部2は、光源12から照射光6を発光(照射)し、照射光6を、必要により光調整手段によって、ハーフミラー3に向かって集光させる。照射光6の光軸(照射光軸)26は、前後方向に沿って延び、光源12の中心とハーフミラー3の中心とを結ぶ線分と同一直線上にある。
ハーフミラー3は、同軸照明に用いられる公知のハーフミラーからなり、具体的には、発光部2から前方に照射された照射光6を下側に反射可能で、かつ、回路付サスペンション基板20において反射された反射光11を上側に透過可能に形成されている。
また、ハーフミラー3の下面(後面)は、必要により、入射光7が回路付サスペンション基板20の表面に集光されるように、凹状など、適宜の形状に湾曲されていてもよい。
入射光7の光軸としての入射光軸13は、上下方向に沿って延び、回路付サスペンション基板20とハーフミラー3の中心とを結ぶ線分と同一直線上にある。
直線光8は、図1に示すように、照射光6がハーフミラー3の中央において反射された光であり、直線光8は、上下方向にわたって入射光軸13と一致している。
広角光10は、入射光軸13との成す角度αが、5度を超過しており、例えば、5度を超過し、30度未満、好ましくは、5度を超過し、20度以下、さらに好ましくは、5度を超過し、15度以下である。
また、入射光7の波長(つまり、照射光6の波長)は、例えば、550〜850nm、好ましくは、600〜750nmである。
受光部4は、図1に示すように、検査装置1の上側中央に配置され、具体的には、ハーフミラー3の上側に間隔を隔てて対向配置されている。また、受光部4は、その下面が、反射光11を受光する受光面となるように配置されている。
また、反射光11の光軸としての反射光軸14は、上下方向に沿って延び、回路付サスペンション基板20と受光部4の受光面の中心とを結び、ハーフミラー3の中心を通過する線分と同一直線上にある。すなわち、発光部2および受光部4は、反射光軸14が入射光軸13と一致するように配置されている。
図示しないCPUは、受光部4に接続されている。
支持台5は、その上面が、回路付サスペンション基板20の下面と摺動可能、かつ、支持可能な平滑面として形成されている。
検査装置1の上記した各部材の寸法は、上記した広角光10を含む傾斜光9が形成されるように適宜設定されている。具体的には、ハーフミラー3の長さ(上下方向および前後方向に傾斜する傾斜方向長さ)L1が、例えば、20〜30mmに設定され、左右方向長さ(図示されない)が、例えば、30〜40mmに設定され、ハーフミラー3の中心と支持台5の上面との間隔(上下方向長さ、ワークディスタンス)が、例えば、5〜10mmに設定されている。
回路付サスペンション基板20は、図3に示すように、長手方向に延びる平帯シート形状の金属支持層21に、ベース絶縁層22と、ベース絶縁層22の上に形成される導体パターン23と、ベース絶縁層22の上に、導体パターン23を被覆するように形成されるカバー絶縁層24とが複数形成される回路付サスペンション基板集合体シートとして得られている。
金属支持層21を形成する金属材料としては、例えば、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、銅−ベリリウム、りん青銅などの金属材料が用いられる。好ましくは、ステンレスが用いられる。金属支持層21の厚みは、例えば、15〜50μm、好ましくは、20〜35μmである。
導体パターン23は、長手方向に沿って延び、幅方向(長手方向に直交する方向)において互いに間隔を隔てて並列配置される配線25と、各配線25の長手方向両端部に配置される図示しない端子部とを一体的に備えている。また、各配線25は、カバー絶縁層24に被覆される一方で、図示しない各端子部は、カバー絶縁層24から露出している。また、導体パターン23は、断面(幅方向断面)視略矩形状に形成されている。
なお、鏡面光沢度は、JIS Z 8741−1997「鏡面光沢度−測定方法」に準拠して、入射角45度にて測定することができる。このような鏡面光沢度は、通常の光沢度計によって測定することができる。
さらに、導体パターン23の表面粗さは、例えば、20〜150nm、好ましくは、100nm以上である。
表面粗さが上記した範囲にあれば、反射光11の強度を高めて、得られる導体パターン23の画像をより一層鮮明にすることができる。
カバー絶縁層24は、ベース絶縁層22の表面に、配線25を被覆し、かつ、端子部を露出するパターンで形成されている。カバー絶縁層24の厚みは、例えば、10〜50μm、好ましくは、14〜20μmである。
具体的には、入射光7を回路付サスペンション基板20の上側から回路付サスペンション基板20の上面に向けて照射する。
次いで、図1に示すように、入射光7が金属支持層21および導体パターン23の表面において反射して、金属支持層21および導体パターン23から反射する反射光11が、ハーフミラー3を介して、受光部4によって検知される。なお、配線25において反射される反射光11は、カバー絶縁層24を透過している。また、金属支持層21において反射される入射光7は、ベース絶縁層22およびカバー絶縁層24を順次透過している。
詳しくは、導体パターン23において反射された反射光11と、金属支持層21において反射された反射光11との光量の差によって、導体パターン23のパターンデータを取得して、CPUにより、画像処理図を形成する。導体パターン23は、画像処理図に現されており、それに基づいて、例えば、配線25または端子部の欠陥部分、または、図3の仮想線で示す配線25間または端子部間の短絡部分31などを正確に判定する。
そして、上記した検査装置1を用いる回路付サスペンション基板20の検査方法によれば、発光部2によって、直線光8を導体パターン23の上面で確実に反射させることができるとともに、傾斜光9を導体パターン23の側面で確実に反射させることができる。
その結果、特許文献1に記載されるようなリング照明を不要として、リング照明光が金属支持層21において反射され、そこで反射された反射光に基づく不鮮明な画像の撮像を防止でき、導体パターン23の良否を精度よく検査することができる。
好ましくは、傾斜光9が広角光10を含むように、発光部2が発光する。
これにより、傾斜光9を導体パターン23の側面でより一層確実に反射させることができ、より一層鮮明な導体パターン23の画像を得ることができる。
一方、入射光7の波長が上記した範囲を超える場合は、入射光7が導体パターン23の表面において乱反射し、そのため、反射光11を確実に受光できない場合がある。また、入射光7の波長が上記した範囲に満たない場合には、導体パターン23の表面における入射光7の反射率が低下して、反射光11を確実に受光できない場合がある。
実施例1
(同軸照明が単独採用され、傾斜光が広角光および狭角光を含む態様)
上記した各部材(光源としてLEDを備える発光部およびCCDカメラからなる受光部)を備え、同軸照明が単独採用された検査装置を用意した。
また、発光部が、直線光および傾斜光を含む波長650nmの入射光を、ハーフミラーの反射によって、下記に示す回路付サスペンション基板の金属支持層および導体パターンに入射するように、発光可能に配置されている。
また、ハーフミラーの長さ(L1)は21.2mm(上下方向長さ15mm)、幅が30mmである。
回路付サスペンション基板は、厚み25μmのステンレス箔からなる長尺の金属支持層の上に、厚み20μmのポリイミドからなるベース絶縁層、厚み10μmの導体パターンおよび厚み10μmのポリイミドからなるカバー絶縁層が形成されている。なお、導体パターンの鏡面光沢度(JIS Z 8741−1997、入射角45度)は、800%であり、波長620nmの光に対する反射率は、90%であり、表面粗さRa(JIS B 0601−1994)は、60nmであった。
実施例2
(同軸照明が単独採用され、傾斜光が狭角光のみを含む態様)
発光部が、入射光が広角光を含まないように発光する検査装置を用いた以外は、実施例1と同様にして、導体パターンの形状を観察して、導体パターンが現された画像処理図を得た。
得られた画像処理図を図5に示す。
比較例1
(同軸照明およびレンズ照明が併用される態様)
発光部が、入射光が広角光を含まないように発光する検査装置を用い、さらに、かかる発光部に加え、レンズ照明(入射光軸との成す角度30〜40度)のレンズ発光部をさらに備える検査装置を用いた以外は、実施例1と同様にして、導体パターンの形状を観察して、導体パターンが現された画像処理図を得た。得られた画像処理図を図6に示す。
実施例1〜2および比較例1により得られた図4〜図6の画像処理図において、導体パターンを観察し、下記の基準によって、評価した。その結果を、表1に示す。
○:導体パターンの画像が鮮明であった。
△:導体パターンの画像がやや鮮明であった。
2 発光部
4 受光部
7 入射光
8 直線光
9 傾斜光
10 広角光
11 反射光
13 入射光軸
14 反射光軸
20 回路付サスペンション基板
21 金属支持層
23 導体パターン
Claims (4)
- 金属支持層および前記金属支持層の上に形成される導体パターンを備える配線回路基板の前記導体パターンの良否を検査するための検査装置であって、
前記金属支持層および前記導体パターンに入射する入射光を発光する発光部と、
前記入射光が前記金属支持層および前記導体パターンにおいて反射された反射光を受光する受光部と
を備え、
前記発光部および前記受光部は、前記入射光の光軸と前記反射光の光軸とが一致するように配置され、
前記発光部は、前記入射光の光軸と同一直線上にある直線光と、前記配線回路基板に向かうに従って集光され、前記入射光の光軸に対して傾斜する傾斜光とを含む前記入射光を発光し、
前記傾斜光は、前記入射光の光軸との成す角度が5度を超過する広角光を含んでいることを特徴とする、検査装置。 - 前記広角光は、前記入射光の光軸との成す角度が20度以下であることを特徴とする、請求項1に記載の検査装置。
- 前記入射光の波長が、550〜850nmであることを特徴とする、請求項1または2に記載の検査装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の検査装置を用いて、前記配線回路基板における前記導体パターンの良否を検査することを特徴とする、配線回路基板の検査方法。
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